Slajd 2 Chromatyna

Chromatyna to kompleks nukleoproteinowy , włóknista substancja występująca w jądrze komórkowym, zbudowana z DNA, histonów, RNA i niehistonowych białek. Stanowi główny składnik chromosomów.

Euchromatyna to rozluźniona forma chromatyny. Zawiera głównie geny aktywne transkrypcyjnie. W wyniku kondensacji euchromatyny dochodzi do powstania chromatyny zwartej (heterochromatyny), która w okresach wzmożonej aktywności transkrypcyjnej może ponownie przekształcać się (dekondensować) w chromatynę luźną.

Heterochromatyna jest częścią chromatyny w jądrze interfazowym, w której nić DNA jest szczególnie mocno upakowana. Nie bierze udziału w procesie transkrypcji.

Wyróżnia się jej dwa główne typy: fakultatywna, konstytutywna (konstytucyjna).

Heterochromatyna fakultatywna to materiał euchromatynowy, którego genetyczna aktywność przy danej specjalizacji komórki została stłumiona, ale w którym występują geny kodujące mogące być aktywne przy innej specjalizacji komórki. Formowanie się heterochromatyny fakultatywnej powstaje przy różnicowaniu się komórek w zarodku.[1] Dobrze zbadanym przykładem heterochromatyny jest chromatyna płciowa. Ten rodzaj heterochromatyny został odkryty przez W. Taylora w roku 1960.

Heterochromatyna konstytutywna to heterochromatyna z bardzo ciasno upakowanym DNA, który w większości nie bierze udziału w procesie transkrypcji i występuje w taki sam sposób we wszystkich komórkach organizmu, niezależnie od ich stopnia specjalizacji. W komórkach ssaków znajdowana jest głównie wokół centromeru i przy końcach chromosomów. Heterochromatyna konstytutywna to heterochromatyna obecna w tych samych miejscach w chromosomach homologicznych. Replikuje się w późnej fazie S cyklu komórkowego.

Slajd 3 Organizacja strukturalna chromatyna

Chromatyna posiada kilka stopni upakowania.

• Podwójna helisa DNA

• Nukleosom

• Nukleofilament 10nm

• Solenoid

• Zwinięta spirala (system spętlonych domen)

• Chromatyda

• Supersolenoid

• Superhelisa

• Chromosom metafazalny

Solenoid układa się w pętle, z których składają się chromatydy. Następnie kondensuje w supersolenoid, ten w superhelisę, by ostatecznie stać się chromosomem metafazowym (składa się on z 2 chromatyd połączonych centromerem w miejscu przewężenia pierwotnego).

Slajd 4 Nukleosom

Podstawową jednostką organizacji chromatyny jest nukleonom zbudowany z oktameru histonów (po dwa H2A, H2B, H3 i H4) oraz podwójnej spirali DNA.

Histony tworzą rdzeń nukleosomu na który nawinięta jest 2-krotnie nić DNA o grubości 2nm odpowiadająca długości 146 parom zasad. Odcinkom łączącym towarzyszy histon H1, który spina początkowe i końcowe fragmenty DNA nukleosomu.

Slajd 5 Nukleofilament

Spięte na kształt koralików nukleosomy tworzą nukleofilament o średnicy 11nm. Wzajemne oddziaływanie histonów H1 sąsiednich nukleosomów powoduje, że nukleofilament przyjmuje kształt zygzakowaty.

Slajd 6 Solenoid

Nukleofilamenty z udziałem histonów H1 tworzą strukturę wyższego rzędu – włókna o średnicy 30 nm (Solenoidy). Solenoidy powstają w wyniku spiralizacji nukleofilamentów lub tworzone są przez odkładające się przeciwbieżnie jeden obok drugiego nukleofilamenty. Włókna 30 nm są podstawową strukturą chromatyny w jądrze interfazowym.

Slajd 7 Układ spętlonych domen

Włókna 30 nm (tworzące solenoid) z udziałem białek niehistonowych są pakowane w system spętlonych domen. Mają średnicę ok. 300nm, a każda pętla zawiera 20 – 100tys par zasad.

Slajd 8 Fragment chromatydy

Podczas profazy podziałów komórkowych następuje dalsza kondensacja chromatyny. Obejmuje ona zwijanie i pakowanie spętlonych domen w efekcie czego powstaje chromatyda. Chromatyda widoczna w mikroskopie świetlnym jako polówka chromosomu ma szerokość ok. 700nm

Slajd 9 Chromosom metafazalny

Następnie kondensuje w supersolenoid, ten w superhelisę, by ostatecznie stać się chromosomem metafazowym (składa się on z 2 chromatyd połączonych centromerem w miejscu przewężenia pierwotnego).

Slajd 10 Budowa chromosomu metafazalnego

hromatyda – ramię chromosomu widocznego w metafazie. W wyniku replikacji każdy chromosom ma dwie chromatydy, które następnie w wyniku podziału jądra komórkowego rozchodzą się do przeciwległych biegunów komórki i stają się samodzielnymi chromosomami. Każda chromatyda zbudowana jest z pojedynczej nici DNA połączonej z białkami – chromatyny.

Centromer lub przewężenie pierwotne chromosomu – element chromosomu dzielący go na dwa ramiona. Centromer zawiera sat DNA (satelitarne DNA), czyli zbitą część chromatyny (heterochromatynę) - tzw. milczące DNA. W czasie kariokinezy do centromerów w miejscu zwanym kinetochorem przyłączają się włókna wrzeciona kariokinetycznego i podczas odciągania chromosomów / chromatyd do przeciwległych biegunów komórki centromer przemieszcza się jako pierwszy. Oprócz przewężenia pierwotnego w niektórych chromosomach występuje także przewężenie wtórne, które odcina trabanta (satelitę). Przewężenie wtórne (NOR) jest organizatorem jąderka.

Slajd 11 Podział chromosomów ze względów strukturę

W zależności od położenia centromeru chromosomy dzieli się na kilka klas morfologicznych: metacentryczne, submetacentryczne, akrocentryczne i telocentryczne.